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[摘 要]随着国家超特高压供电的飞速发展，500kV及以上变电站作为支撑主网架的主力变电站，在确保全网稳定运行中的作用愈发凸显。500kV及以上变电站一般采用3/2接线方式，该接线方式操作灵活多变，可靠性高，但是同时也存在一些问题，如分裂困难，保护死区导致事故范围扩大等，本文将就500kV变电站死区保护进行研究分析。
[关键词]500kV变电站 3/2接线方式 死区保护
中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）40-0383-01
0 引言
500kV系统广泛采用3/2接线，尽管500kV的开关装有断路器失灵保护，但是从经济上考虑，一般仅在断路器的一侧装电流互感器，这样的设计固然考虑了设备的建造成本，但是死区的问题紧随而至。为了解决死区故障造成的大范围停电问题，国家电网在部分变电站开始试点配置死区保护。因此，专门将500kV死区保护拿出来分析就显得很有意义。
1 死区危害
死区故障的危害主要体现在两个方面：其一是死区故障的发生点一般为近区故障，为此故障电流较大，远大于一般线路故障。为此如果没有及时切除就會对系统产生巨大的冲击，严重的影响了系统的暂态稳定。同时如果大电流长期的通过一次设备也会导致设备的动态稳定性受到很大考验。其次在死区出现的故障影响范围一般较广，对系统有很大影响。为此死区故障的危害很大，需要存在保护死区的场站，对死区进行分析，并制定死区故障预案。
2 死区保护的定义及分析
所谓死区保护即对于3/2接线而言，当发生在断路器和CT之间的故障时，此时断路器正常分闸，但是分闸后故障并未消失，也就是说断路器未失灵但是无法切除故障，这种故障即为死区故障，而专门为这种故障设计的保护即为死区保护。
2.1 3/2接线死区保护（图1）
对3/2接线的死区保护需要满足如下要求：
①K1故障，迅速跳开CB1，CB2，主变低压侧开关；
②K2故障，迅速跳开CB2，CB3，及远跳对侧；
③K3故障，迅速跳开CB2，CB3，及远跳对侧；
为保证死区保护动作的可靠性，死区保护一般由断路器的常闭辅助触点和分相电流判别原件组成，为防止手合断路器时引起保护误动，引入了手合闭锁触点，并加入了一定延时（图2）。
2.2 线路末端死区保护
所谓线路末端死区保护即因线路保护用CT的位置不同而产生的，当线路保护用CT采用和CT时，在T区发生故障时，将引起重合闸保护动作，重合于故障，导致设备二次伤害，事故范围扩大。为避免上述故障，一般采用线路侧加CT的办法，即用线路CT取代原来的和CT，如图2所示，当T区发生故障时，此时专门的T区差动保护动作，就不会发生因为线路保护引发重合闸动作的情况，同时远跳对侧出口，并闭锁对侧的重合闸保护。
另外，当发生线路检修的情况，此时隔离开关G在分闸位置，当发生对侧手合断路器而引起隔离刀闸G与CT之间线路末端故障时，线末死区保护动作，远跳对侧，并闭锁重合闸。此时T区差动保护不会动作，正常运行时，隔离开关G合闸，线末死区保护自动退出运行。
3 死区保护和重合闸保护的关系
死区保护作为变压器、线路、母线保护的后备保护，但是二者与重合闸保护的关系正好相反，线路保护启动重合闸，死区保护三相跳闸闭锁重合闸。同时，对交叉布置的3/2接线，对重合闸的选择方式而言其死区保护的配置将更加复杂。
4 死区故障应对措施
针对于死区的治理措施有一个基本的原则，即尽量避免死区故障、缩小故障范围，并迅速切除死区故障。
4.1 减小死区范围
经过科学选择电力互感器的一次绕组的引线绝缘的朝向可以使得对地闪络故障点位于线路保护区内。由于电流互感器的一次绕组的对外引线两端分别是带有小瓷套的绝缘端，另一端是和顶部等电位的非绝缘对地端。如果顶部对地放电，也即是非绝缘端对地放电。将电流互感器的一次绕组引出线的绝缘端始终朝着开关布置，则顶部对地闪络故障就位于线路的保护区内，为此线路会瞬时动作。
4.2 避免死区故障发生
死区故障的发生要首先明确引发故障发生的原因，然后有针对性的制定防范措施。引发死区故障的主要原因可以分为四大类：开关外绝缘闪络、引线对地闪络、电流互感器外绝缘闪络以及人为原因。其中第一种原因导致的故障几率很小，而人为原因最可能是由于现场作业引发。针对以上不同原因进行了有针对性的防护措施
（1）定期的清理电流互感器外绝缘以及开关。尤其是对于空气质量差或者粉尘严重的地区要缩短清理周期，防止电流互感器或者开关污染导致的污闪现象。
（2）强化死区安全监护。再进行日常维护中要要求值班人员对死区进行巡视，巡视范围主要是开关与流变之间，包括之间的引线以及接头。巡视主要分为两方面：首先是进行死区的外观检查，观察是否存在污物以及引线断股现象，尤其是注意是否有异常放电现象；其次要对死区进行红外测温，重点是监测引线接头是否存在过热或者温差大的现象。
（3）规范现场作业。在死区范围内作业的吊车等作业工具要尽量的远离死区，从而有效地降低人为因素引发的故障。同时变电站运行值班人员在进行检修安全交底过程中要对死区进行明确，从而提醒检修人员注意。
4.3 迅速切除死区故障
为了将死区故障的影响减至最低需要在发生死区故障之后迅速地切除故障，将完全切除时间控制在20ms之内。而这也是进行死区保护的重要出发点，一般借助于失灵保护实现。
在500kV系统3/2接线中配备有独立的开关保护，可以实现失灵、重合闸、充电以及死区保护。其保护原理主要分为两种，也就是配备独立的保护模块与不独立的保护模块，其代表性的装置分别为RCS-921A以及CSC-121A。
5 结束语
死区作为一种客观存在的保护盲区，传统意义上的保护很难发现并消除死区，因此需要配置专门的死区保护，本文主要就死区的成因、死区保护和重合闸的关系、死区保护的动作逻辑，死区故障的危害，死区故障的应对措施等方面论述采用专用死区保护等手段预防、切除死区故障在高压电网的实际意义。
参考资料
[1] 贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，2004.
[2] 南京南瑞集团公司.RCS一900系列高压微机线路保护装置（培训教材）[z].
[关键词]500kV变电站 3/2接线方式 死区保护
中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）40-0383-01
0 引言
500kV系统广泛采用3/2接线，尽管500kV的开关装有断路器失灵保护，但是从经济上考虑，一般仅在断路器的一侧装电流互感器，这样的设计固然考虑了设备的建造成本，但是死区的问题紧随而至。为了解决死区故障造成的大范围停电问题，国家电网在部分变电站开始试点配置死区保护。因此，专门将500kV死区保护拿出来分析就显得很有意义。
1 死区危害
死区故障的危害主要体现在两个方面：其一是死区故障的发生点一般为近区故障，为此故障电流较大，远大于一般线路故障。为此如果没有及时切除就會对系统产生巨大的冲击，严重的影响了系统的暂态稳定。同时如果大电流长期的通过一次设备也会导致设备的动态稳定性受到很大考验。其次在死区出现的故障影响范围一般较广，对系统有很大影响。为此死区故障的危害很大，需要存在保护死区的场站，对死区进行分析，并制定死区故障预案。
2 死区保护的定义及分析
所谓死区保护即对于3/2接线而言，当发生在断路器和CT之间的故障时，此时断路器正常分闸，但是分闸后故障并未消失，也就是说断路器未失灵但是无法切除故障，这种故障即为死区故障，而专门为这种故障设计的保护即为死区保护。
2.1 3/2接线死区保护（图1）
对3/2接线的死区保护需要满足如下要求：
①K1故障，迅速跳开CB1，CB2，主变低压侧开关；
②K2故障，迅速跳开CB2，CB3，及远跳对侧；
③K3故障，迅速跳开CB2，CB3，及远跳对侧；
为保证死区保护动作的可靠性，死区保护一般由断路器的常闭辅助触点和分相电流判别原件组成，为防止手合断路器时引起保护误动，引入了手合闭锁触点，并加入了一定延时（图2）。
2.2 线路末端死区保护
所谓线路末端死区保护即因线路保护用CT的位置不同而产生的，当线路保护用CT采用和CT时，在T区发生故障时，将引起重合闸保护动作，重合于故障，导致设备二次伤害，事故范围扩大。为避免上述故障，一般采用线路侧加CT的办法，即用线路CT取代原来的和CT，如图2所示，当T区发生故障时，此时专门的T区差动保护动作，就不会发生因为线路保护引发重合闸动作的情况，同时远跳对侧出口，并闭锁对侧的重合闸保护。
另外，当发生线路检修的情况，此时隔离开关G在分闸位置，当发生对侧手合断路器而引起隔离刀闸G与CT之间线路末端故障时，线末死区保护动作，远跳对侧，并闭锁重合闸。此时T区差动保护不会动作，正常运行时，隔离开关G合闸，线末死区保护自动退出运行。
3 死区保护和重合闸保护的关系
死区保护作为变压器、线路、母线保护的后备保护，但是二者与重合闸保护的关系正好相反，线路保护启动重合闸，死区保护三相跳闸闭锁重合闸。同时，对交叉布置的3/2接线，对重合闸的选择方式而言其死区保护的配置将更加复杂。
4 死区故障应对措施
针对于死区的治理措施有一个基本的原则，即尽量避免死区故障、缩小故障范围，并迅速切除死区故障。
4.1 减小死区范围
经过科学选择电力互感器的一次绕组的引线绝缘的朝向可以使得对地闪络故障点位于线路保护区内。由于电流互感器的一次绕组的对外引线两端分别是带有小瓷套的绝缘端，另一端是和顶部等电位的非绝缘对地端。如果顶部对地放电，也即是非绝缘端对地放电。将电流互感器的一次绕组引出线的绝缘端始终朝着开关布置，则顶部对地闪络故障就位于线路的保护区内，为此线路会瞬时动作。
4.2 避免死区故障发生
死区故障的发生要首先明确引发故障发生的原因，然后有针对性的制定防范措施。引发死区故障的主要原因可以分为四大类：开关外绝缘闪络、引线对地闪络、电流互感器外绝缘闪络以及人为原因。其中第一种原因导致的故障几率很小，而人为原因最可能是由于现场作业引发。针对以上不同原因进行了有针对性的防护措施
（1）定期的清理电流互感器外绝缘以及开关。尤其是对于空气质量差或者粉尘严重的地区要缩短清理周期，防止电流互感器或者开关污染导致的污闪现象。
（2）强化死区安全监护。再进行日常维护中要要求值班人员对死区进行巡视，巡视范围主要是开关与流变之间，包括之间的引线以及接头。巡视主要分为两方面：首先是进行死区的外观检查，观察是否存在污物以及引线断股现象，尤其是注意是否有异常放电现象；其次要对死区进行红外测温，重点是监测引线接头是否存在过热或者温差大的现象。
（3）规范现场作业。在死区范围内作业的吊车等作业工具要尽量的远离死区，从而有效地降低人为因素引发的故障。同时变电站运行值班人员在进行检修安全交底过程中要对死区进行明确，从而提醒检修人员注意。
4.3 迅速切除死区故障
为了将死区故障的影响减至最低需要在发生死区故障之后迅速地切除故障，将完全切除时间控制在20ms之内。而这也是进行死区保护的重要出发点，一般借助于失灵保护实现。
在500kV系统3/2接线中配备有独立的开关保护，可以实现失灵、重合闸、充电以及死区保护。其保护原理主要分为两种，也就是配备独立的保护模块与不独立的保护模块，其代表性的装置分别为RCS-921A以及CSC-121A。
5 结束语
死区作为一种客观存在的保护盲区，传统意义上的保护很难发现并消除死区，因此需要配置专门的死区保护，本文主要就死区的成因、死区保护和重合闸的关系、死区保护的动作逻辑，死区故障的危害，死区故障的应对措施等方面论述采用专用死区保护等手段预防、切除死区故障在高压电网的实际意义。
参考资料
[1] 贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，2004.
[2] 南京南瑞集团公司.RCS一900系列高压微机线路保护装置（培训教材）[z].